郁建橋，周俐峻，唐果，王剛，俞美香，丁劍，沈鋼，3

[1.江蘇省環(huán)境監(jiān)測中心，江蘇 南京 210019；2.清華大學(xué)蘇州汽車研究院(吳江)，江蘇 蘇州 215200；3.江蘇省蘇力環(huán)境科技有限責(zé)任公司，江蘇 南京 210019]

隨著城市化進(jìn)程快速推進(jìn)，江蘇省機(jī)動車保有量持續(xù)快速增長。截至2020年底，江蘇省機(jī)動車保有量已達(dá)到2 106.4萬輛，較2015年增長24.7%[1]，位列全國第4位。2019年，江蘇省機(jī)動車排放的顆粒物(PM)、氮氧化物(NOX)、碳?xì)浠衔?HC)總量分別位列全國第5，4，3位[2]，機(jī)動車尾氣排放引發(fā)的環(huán)境空氣污染問題日益突出。

定量評估機(jī)動車主要排放的大氣污染物，是有效控制機(jī)動車污染排放的基礎(chǔ)[3]。2021年6月，生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的《排放源統(tǒng)計調(diào)查產(chǎn)排污核算方法和系數(shù)手冊》[4]中，給出了移動源PM、NOX、揮發(fā)性有機(jī)物(VOCS)的核算方法和排放系數(shù)，并已應(yīng)用于第二次全國污染源普查和環(huán)境統(tǒng)計?，F(xiàn)根據(jù)該核算方法和排放系數(shù)，結(jié)合本地汽油車實(shí)測數(shù)據(jù)，在對汽油車PM排放系數(shù)進(jìn)行測算的基礎(chǔ)上，核算了2020年江蘇省機(jī)動車PM、NOX、VOCS的排放總量，并對江蘇省機(jī)動車排放污染物分布特征及與大氣質(zhì)量耦合性進(jìn)行分析，旨在為全面且有針對性地做好“十四五”江蘇省移動源排放控制提供技術(shù)支撐。

1 機(jī)動車污染物排放量核算

1.1 機(jī)動車污染物排放核算方法

根據(jù)文獻(xiàn)[4]，基于機(jī)動車保有量和排放系數(shù)，對2020年江蘇省13個設(shè)區(qū)市機(jī)動車PM、NOX、VOCs的排放量進(jìn)行核算，計算公式如下：

E=∑Pi,j,k×PXi,j,k×10-6

式中：E——排放量，t；i——車型；j——燃料種類；k——初次登記日期所在年；P——機(jī)動車保有量，輛；PX——排放系數(shù)，g/(輛·a)。

1.2 載客汽油車PM排放系數(shù)測算

生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的排放系數(shù)中未提供汽油車和其他燃料車PM排放系數(shù)，而江蘇省載客汽油車占汽車保有量的94.2%，其排放的PM不容忽視。為核算江蘇省汽油車PM排放量，通過江蘇省排放檢測合作實(shí)驗(yàn)室對新生產(chǎn)輕型汽油車的實(shí)測數(shù)據(jù)，獲得輕型汽油車的排放因子，參照《道路機(jī)動車大氣污染物排放清單編制技術(shù)指南(試行)》[5]中汽油車各車型綜合基準(zhǔn)排放系數(shù)及汽油車年均行駛里程，測算汽油車各排放階段的排放系數(shù)，其他燃料車的PM排放系數(shù)參照汽油車。各車型PM排放系數(shù)見表1。

表1 載客汽油車和其他燃料車PM排放系數(shù) g/(輛·a)

1.3 保有量數(shù)據(jù)來源及構(gòu)成

機(jī)動車保有量數(shù)據(jù)來源于江蘇省公安部門提供的按車輛類型、燃油種類、注冊登記日期劃分的保有量，車型劃分按照車輛類型、車輛規(guī)格、使用性質(zhì)、燃料類型分為38類。通過江蘇省公安部門提供的13個設(shè)區(qū)市機(jī)動車保有量和生態(tài)環(huán)境部提供的排放系數(shù)計算得出13個設(shè)區(qū)市3項(xiàng)污染物排放量，加和后獲得全省3項(xiàng)污染物排放總量。

2020年，江蘇省機(jī)動車保有量為2 106.4萬輛，其中汽車(載客汽車、載貨汽車)2 001.0萬輛，低速汽車(三輪汽車、低速貨車)6.2萬輛，摩托車(普通、輕便)99.2萬輛。按燃料類型分類，全省汽車中汽油車1 830.8萬輛，占91.5%；柴油車124.5萬輛，占6.2%；新能源車(電動車、燃?xì)廛?45.7萬輛，占2.3%。全省機(jī)動車保有量排名前3位的設(shè)區(qū)市依次為蘇州、南京和無錫，分別為444.6，282.8和224.5萬輛。全省汽車保有量以國Ⅳ和國Ⅴ排放階段車輛為主，2類車型占汽車保有量的68.5%。

2 機(jī)動車污染物排放核算結(jié)果分析

2020年江蘇省機(jī)動車3項(xiàng)污染物排放總量初步核算為4.93×105t。其中，PM、NOX、VOCs分別為0.5×104，3.71×105，1.17×105t。汽車是污染物排放總量的主要貢獻(xiàn)者，其排放的PM、NOX和VOCs超過機(jī)動車排放總量的90%。

2.1 不同地區(qū)污染物分布

江蘇省13個設(shè)區(qū)市中3項(xiàng)污染物排放總量排名前3位的是蘇州、南京、無錫， 其排放總量分別為9.4×104， 6.0×104， 5.3×104t。其中，PM排放量前3位的依次為蘇州、徐州、無錫，NOX和VOCs排放量前3位的設(shè)區(qū)市均為蘇州、南京、無錫。13個設(shè)區(qū)市3項(xiàng)污染物排放情況見圖1。由圖1可見，南京、無錫、徐州、蘇州、南通、鹽城6市的PM排放量高于全省平均水平(374.1 t)；南京、無錫、徐州、蘇州、鹽城5市的NOX排放量高于全省平均水平(2.9×104t)；南京、無錫、徐州、蘇州、南通5市的VOCs排放量高于全省平均水平(0.9×104t)。

圖1 江蘇省13個設(shè)區(qū)市3項(xiàng)污染物排放情況

2.2 不同燃料類型汽車的排放貢獻(xiàn)

2020年江蘇省汽油車PM、NOX和VOCs排放量分別為0.7×103， 1.8×104和 9.7×104t，其排放量分別占汽車排放總量的16.5%，5.0%和 85.7%。柴油車PM、NOX和VOCs排放量為0.3×104，3.16×105和1.2×104t，其排放量分別占汽車排放總量的79.3%，86.3%和10.9%。燃?xì)廛嘝M、NOX和VOCs排放量分別為0.2×103，3.2×104和0.4×104t，其排放量分別占汽車排放總量的4.2%，8.7%和3.4%。不同燃料類型汽車的污染物排放量分擔(dān)率見圖2。由圖2可見，汽油車是汽車VOCS排放的主要貢獻(xiàn)者，柴油車是汽車NOX和PM排放的主要貢獻(xiàn)者。

圖2 不同燃料類型汽車的污染物排放量分擔(dān)率

2.3 不同車型的排放貢獻(xiàn)

不同車型的汽車由于行駛工況、排放控制水平、排放因子、行駛里程和保有量等特征參數(shù)的不同，其在各污染物排放總量中所占的比例差異明顯[6-7]，各車型的污染物排放量貢獻(xiàn)率見圖3。由圖3可見，保有量占比1.9%的重型貨車貢獻(xiàn)了45.1%的PM和67.6%的NOX；由于小型客車保有量大，已成為VOCs排放的主要貢獻(xiàn)者，排放量占比達(dá)83.9%。小型客車多以汽油為燃料，因此汽油小型客車是機(jī)動車VOCs排放控制的重點(diǎn)；而重型貨車多使用柴油燃料，柴油重型貨車是機(jī)動車PM和NOX排放控制的重點(diǎn)。

圖3 2020年江蘇省各車型污染物排放量貢獻(xiàn)率

2.4 執(zhí)行不同排放標(biāo)準(zhǔn)的車輛排放貢獻(xiàn)

隨著我國機(jī)動車污染物排放標(biāo)準(zhǔn)不斷嚴(yán)格，揭示滿足不同排放標(biāo)準(zhǔn)下的車輛尾氣排放量及其貢獻(xiàn)對于相關(guān)排放控制政策的制定具有重要意義[5]。江蘇省不同排放標(biāo)準(zhǔn)階段汽車污染物排放量分擔(dān)率見圖4。由圖4可見，2020年江蘇省機(jī)動車PM和NOX排放的主要貢獻(xiàn)者是國Ⅲ標(biāo)準(zhǔn)汽車，分別占比50.4%和36.5%，均高于國Ⅲ標(biāo)準(zhǔn)車輛保有量占比12.9%。VOCS的主要貢獻(xiàn)者是國Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)汽車，占比37.7%，高于國Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)車輛占比35.8%。此外，保有量占比12.9%的國Ⅲ標(biāo)準(zhǔn)汽車貢獻(xiàn)了19.1%的VOCS。因此，機(jī)動車PM、NOX排放控制重點(diǎn)是國Ⅲ標(biāo)準(zhǔn)重型柴油貨車；而機(jī)動車VOCS排放控制重點(diǎn)是國Ⅳ及以下標(biāo)準(zhǔn)汽油小型客車。

圖4 不同排放標(biāo)準(zhǔn)階段汽車污染物排放量分擔(dān)率

3 不同地區(qū)機(jī)動車排放與大氣PM2.5溯源結(jié)果的耦合關(guān)系分析

近年來，江蘇省大氣PM2.5污染來源解析中機(jī)動車尾氣排放貢獻(xiàn)也逐年上升，2020年機(jī)動車尾氣對大氣PM2.5貢獻(xiàn)比例近30%，部分城市已超過40%。初步分析了13個設(shè)區(qū)市機(jī)動車PM排放量與大氣中PM2.5來源解析結(jié)果的耦合關(guān)系，結(jié)果見圖5。由圖5可見，13個設(shè)區(qū)市中南京、徐州、鹽城3市PM排放量與PM2.5污染來源解析結(jié)果之間呈強(qiáng)正相關(guān)性(R2=0.99)，無錫、常州、蘇州、南通、鎮(zhèn)江5市PM排放量與PM2.5污染來源解析結(jié)果之間呈較強(qiáng)正相關(guān)性(R2=0.98)，淮安、連云港、揚(yáng)州、泰州、宿遷5市PM排放量與PM2.5污染來源解析結(jié)果之間呈一般正相關(guān)性(R2=0.95)。機(jī)動車PM排放量與大氣中PM2.5污染來源解析結(jié)果之間存在不同程度的正相關(guān)關(guān)系，控制機(jī)動車污染對改善大氣環(huán)境會產(chǎn)生積極成效，南京、徐州和鹽城3市的成效會尤為明顯。

圖5 機(jī)動車PM排放與PM2.5源解析數(shù)據(jù)相關(guān)性分析

由于機(jī)動車污染物排放量是以機(jī)動車保有量為基數(shù)，是結(jié)合各車型一次污染物排放因子和年均行駛里程核算獲得的年度靜態(tài)排放總量[8-9]；而PM2.5污染來源解析是根據(jù)PM2.5各化學(xué)組分的特征，動態(tài)確定出顆粒物的主要污染源及其貢獻(xiàn)率，結(jié)果既包括一次來源也包括氣態(tài)前體物轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的二次貢獻(xiàn)。因此，兩者技術(shù)路線不同，加上二次污染物的形成機(jī)理較為復(fù)雜，相關(guān)性分析需進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

(1)2020年江蘇省機(jī)動車3項(xiàng)污染物排放總量初步核算為4.93×105t。其中，PM、NOX、VOCs分別為0.5×104，3.71×105，1.17×105t。汽車是污染物排放總量的主要貢獻(xiàn)者，其排放的PM、NOX和VOCs超過機(jī)動車排放總量的90%。

(2)從區(qū)域污染分布來看，蘇州、南京、無錫3市的3項(xiàng)污染物排放量均位列全省前列，需全面開展機(jī)動車排氣污染防治，減少大氣污染物排放；徐州市應(yīng)重點(diǎn)加大柴油車污染治理力度，減少PM排放。綜合車型、燃料類型和排放階段來看，國Ⅳ及以下排放標(biāo)準(zhǔn)的汽油小型客車是機(jī)動車VOCs排放控制的重點(diǎn)，國Ⅲ排放標(biāo)準(zhǔn)的柴油貨車是機(jī)動車PM和NOX排放控制的重點(diǎn)。

(3)分析不同區(qū)域機(jī)動車PM排放量與大氣中PM2.5來源解析結(jié)果的耦合關(guān)系，其間存在不同程度的正相關(guān)性，控制機(jī)動車污染對改善大氣環(huán)境會產(chǎn)生積極成效，南京、徐州和鹽城3市的成效會尤為明顯。機(jī)動車污染物排放量是以機(jī)動車保有量為基數(shù)，結(jié)合各車型一次污染物排放因子和年均行駛里程核算獲得的靜態(tài)年度排放總量，該方法可以在宏觀上對機(jī)動車的排放進(jìn)行有效評估，但無法表征機(jī)動車的活動水平和時間分布特征，加上機(jī)動車二次污染物的形成機(jī)理較為復(fù)雜，對于機(jī)動車排放對大氣環(huán)境的影響還需要進(jìn)一步開展研究。